面向信息中心網(wǎng)絡的協(xié)作緩存策略研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)流量的不斷增加，傳統(tǒng)的以主機為中心的網(wǎng)絡體系架構正在面臨著一系列的挑戰(zhàn)。一方面，網(wǎng)絡流量過載容易導致訪問過程中出現(xiàn)較大的時延；另一方面，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)存在大量的冗余但能被重復利用的部分相當小。為適應海量、異質信息的訪問，信息中心網(wǎng)絡（ICN）采用以信息為中心的網(wǎng)絡通信模式取代傳統(tǒng)的以主機為中心的網(wǎng)絡通信模式，其泛在化、透明化的網(wǎng)內(nèi)緩存能夠存儲經(jīng)過轉發(fā)的內(nèi)容，提高了用戶獲取內(nèi)容的效率和網(wǎng)絡資源的利用率。ICN中緩存策略的好壞直接影

2、響著網(wǎng)絡的傳輸性能，現(xiàn)有的緩存方案普遍存在著緩存冗余過多、緩存利用率低以及緩存內(nèi)容差異率低等問題。為此，本文基于細粒度的緩存管理，提出了一種基于內(nèi)容分塊流行度和緩存收益的緩存策略（PGBCS），在一定程度上提升了網(wǎng)絡的傳輸性能。主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新之處如下：
　　1.基于細粒度的緩存管理，提出了一種通過比較節(jié)點緩存的綜合收益尋找最佳放置節(jié)點的放置方法。首先，現(xiàn)有緩存策略的研究對象大多是內(nèi)容文件，這無法滿足 ICN緩存細粒度化的特征，

3、因此本文將內(nèi)容對象細化至 chunk級別，實現(xiàn)了細粒度的緩存要求；其次，基于內(nèi)容分塊研究其流行度，文中為每個內(nèi)容分塊設定了一個價值指標，流行度越大的內(nèi)容分塊其價值越大；最后，在尋找內(nèi)容塊的最佳放置節(jié)點時，綜合度量影響緩存收益的幾個因素，找出能夠使整體緩存收益最大化的放置節(jié)點。
　　2.提出了一種基于內(nèi)容分塊價值比較的緩存替換方法。節(jié)點緩存空間中內(nèi)容塊的價值隨著用戶的訪問頻率動態(tài)變化，為了使流行度高的內(nèi)容分塊有較高的緩存價值，文中設

4、定內(nèi)容塊的價值隨著被訪問的次數(shù)呈指數(shù)增長，且隨著時間的推移呈指數(shù)衰減。當內(nèi)容塊的價值低于設定的閾值時，將內(nèi)容塊的標識設置成“可替換”，并將其所占用的空間視為空閑。當緩存空間已滿時，新到達的內(nèi)容塊通過價值比較優(yōu)先替換節(jié)點中價值最低的內(nèi)容塊。
　　文中首先對信息中心網(wǎng)絡及網(wǎng)內(nèi)緩存的研究進行了綜述，并在此基礎上，詳細介紹了 PGBCS緩存機制。為了驗證 PGBCS的性能優(yōu)勢，本文選取了四種具有代表性的緩存方案，分別是 LCE，RCOne